Kevytsoran asentaminen

Tie- tai katupenkereen kevennyskerroksen rakentaminen on esitetty kuvassa 1 a) ja b). Kuvissa on esitetty reunapenkereiden ja kevytsorakevennyksen asentamisen järjestys sekä suurimpia luiskakaltevuuksia.  

Kun kevytsorapenger on matala tai sen luiskakaltevuus loivempi, voidaan kevytsorapenger rakentaa tarvittaessa ilman reunapenkereitä kohdekohtaisen suunnitelman mukaisesti. Kevytsorakerroksen paksuus ns. suojakerroksen tulee luiskissa olla vähintään 0,6 metriä. 

Korkeammissa kevennystäytöissä reunapenkereiden käyttö on useimmissa tapauksissa tarpeellista ja perusteltua valmiin rakenteen sekä rakentamisen kustannusten kannalta.

Kevytsorakerroksen kaivaminen

Kevytsoralla kevennetyissä rakenteissa kunnallistekniikan korjaus- ja muutostöiden suorittaminen on mahdollista ilman, että päällysrakenne vaurioituu laajalta alueelta silloin, kun kevytsorakerros on rakennettu ohjeiden mukaisesti ja tiivistetty asianmukaisesti. Hyvin tiivistetty ja kostea kevytsorarakenne pysyy muodossaan kuivassa kaivannossa purkautumatta kevytsorarakeiden lukkiutumisen ja niiden välisen kitkan ja koheesion ansiosta. 

Hyvin tiivistetyn kevytsoran kaivettavuus ei eroa routaantumattomasta kitkamaasta. Talviaikanakaan kevytsorakerroksen aukikaivu ei ole ongelmallista. 

Aukikaivussa kevytsora kaivetaan erikseen muusta massasta ja läjitetään omaan kasaan tai suoraan suursäkkeihin, joissa se voidaan tarvittaessa välivarastoida käytettäväksi tulevissa kohteissa. Näin kevytsoran sekaan ei päädy muuta ainesta ja se voidaan uusiokäyttää paremmin. 

Kevytsorarakenteiden kaivettavuutta on testattu koerakenteilla ja kaivuilla kesällä 2017. Koekaivukokemukset on esitetty raportissa ”Leca® LWA test structure report”. Koekaivun sekä aikaisemmin toteutettujen kohteiden kaivukokemuksia on hyödynnetty tämän ohjeen laatimisessa. 

Kaivettavuuden kannalta tutkimuksessa havaittiin merkittävä ero tiivistetyn ja tiivistämättömän rakenteen välillä sekä kuivan ja luonnollisen vesipitoisuuden omaavan kevytsorarakenteen välillä (Leca® LWA test structure report, 2017).

Kaivannon luiskakaltevuudet

Kevennysrakenne kaivettavan turvallisen putkikaivannon luiskan kaltevuus vaihtelee olosuhteiden mukaisesti (mm. kaivannon syvyys, pohja-/orsiveden syvyys, putkirikon vuotoveden virtaus, yms.). Hyvissä olosuhteissa matalissa kaivannoissa, joissa tehdään pelkästään konetyötä, asianmukaisesti tiivistetyn kevytsorakerroksen kaivuluiskat voivat säilyä lyhytaikaisesti pystysuorina. 

Putkikaivantojen luiskien turvallinen enimmäiskaltevuus on Kaivanto-ohjeen (RIL 263-2014) mukaan 2:1, josta on mahdollista poiketa tapauskohtaisesti tehtävällä tarkemmalla suunnittelulla. Yli 2 metriä syvistä kaivannoista tulee tehdä kaivantosuunnitelmat, joissa suurin mahdollinen kaivusyvyys ja luiskakaltevuus tarkistetaan tapauksittain paikallisten olosuhteiden mukaan.

Kaivantojen mitoitus tehdään eurokoodin mukaisesti (Kaivanto-ohje RIL 263-2014) tai kansallisten ohjeiden mukaisesti (RIL 121-2004 Pohjarakennusohje) kohteesta ja tilaajasta riippuen. InfraRYL 2017:n taulukossa 16200:T1 on esitetty tukemattoman lyhytaikaisen kaivannon ohjeelliset luiskakaltevuudet eri maalajeissa kaivannon syvyyden suhteen.

Luiskan vakavuus riippuu myös kevytsorakerroksen alapuolisen luonnollisen maaperän ominaisuuksista. Kevytsoraan kaivetun kuivan kaivannon ohjeellisia luiskakaltevuuksia erilaisilla maaperillä on esitetty alla olevassa taulukossa. Muutoin noudatetaan kaivanto-ohjeessa ja InfraRYL 2017 esitettyjä luiskakaltevuuksia tai tapauskohtaista mitoitusta. 

Hyvin tiivistettyyn / tiivistyneeseen kevytsoraan kaivettavan kuivan kaivannon luiskan ohjeellinen kaltevuus pohjamaan ollessa koheesiomaata tai kitkamaata kevytsorakerroksen alla.

Taulukossa esitetyt kaivusyvyydet ja luiskakaltevuudet on laskettu seuraavin oletuksin: 

• Pitkä kaivanto (lyhyissä kaivannoissa varmuudet ovat suurempia) 
• Normaali 10 kPa katuliikennekuorma ≥ 1,5 m etäisyydellä kaivannon reunasta 
• Päällysrakenteen paksuus 0,5–0,7 m, ja sen alla n. 1 m kevytsorakerros 
• Kaivumaita ei sijoiteta kaivannon läheisyyteen 
• Työskentely 20 t painoisella työkoneella kaivannon päädystä
• Kaivanto ei ulotu pohjavedenpinnan alapuolelle, eikä pohjannousuriskiä ole 
• Kaivannon vaikutusalueella ei ole siirtymälle herkkiä rakenteita 
• Kevytsoran leikkauslujuuden on oletettu muodostuvan pelkästään kitkasta 

Kevytsorakerros tiivistyy ja sen rakeet ”lukkiutuvat” toisiinsa syklisen liikennekuormituksen alla sekä kosteuspitoisuuden noustessa, joten vastarakennettuun kevytsorakerrokseen luiskakaltevuudet voivat olla taulukossa esitettyjä loivempia. 

Kuormitus kaivannon reunalla heikentää luiskien vakavuutta. Kaivannon luiskan paikallisen murtumisen estämiseksi tulee työkoneen sijaita kauempana luiskan reunalta. Kaivutyön turvallisuutta edistää kaivun toteutus kapean kaivannon päästä.

Tuennat

Syvät kaivannot tulisi työturvallisuuden takia toteuttaa tuettuina. Tuentaelementtien käyttö on mahdollista noin 3 m kaivantosyvyyteen asti. Syvemmät kaivannot tulee tukea esim. teräsponttien avulla. Kevytsoran alhainen tilavuuspaino ja suuri kitkakulma pienentävät ponttiin tai tuentaelementtiin maakerroksista kohdistuvaa kuormaa. Työkoneen aiheuttama kuorma on huomioitava normaalisti tuennan mitoituksessa. 

Teräspontit läpäisevät kevytsorakerroksen kuten sorakerroksen (tai helpommin). Jäätynyt kevytsora säilyy irtonaisena, mikäli rakenteessa ei ole vettä tai maa-ainesta jäätyneenä rakeiden ympärille. 

Elementtitukia käytettäessä voidaan kaivu tehdä luiskattuna 2:1 tai jyrkempänä lähelle lopullista kaivusyvyyttä, minkä jälkeen elementtituki asennetaan kaivantoon. Luiskatun kaivannon ja elementtien välinen tila täytetään välittömästi lopputäyttöön soveltuvalla maalla (talviolosuhteissa salaojasepelillä) tai kevytsoralla, mikäli lopputilanteessa kerrokseen on suunniteltu käytettävän kevytsoraa.

Ennen kevytsoran toimitusta tulee tehdä tarvittava kevennyskaivu ja/tai rakentaa alin tukipenger. Mikäli alueelle ei tehdä kevennyskaivua, on tehtävä raivaus pintamaan sekä kantojen, juurten, yms. poistamiseksi. Turvealueilla kantojen ja juurten poistaminen on harkittava tarkoin, koska turpeen päällä liikennöinti on erittäin vaikeaa juurten yms. poistamisen jälkeen. 

Talvella on poistettava lumi ja jää ennen kevytsorakerroksen levittämistä. Kevytsoraa ei saa asentaa jäätyneelle maapohjalle ellei rakennussuunnitelmassa ole erikseen esitetty hyödynnettävän jäätyneen pohjamaan kantavuutta erityisen pehmeälle alueelle rakennettaessa. Suodatinkangas asennetaan voimassa olevan ohjeistuksen mukaisesti limitettynä (limitys yleensä ≥ 0,5 m). 

Kevytsoratäytön rakentamista penkereiden rajaamaan tai kaivannossa olevaan vesialtaaseen ei ole suositeltavaa. Kevytsoratäyttöä ei tule rakentaa avoveteen, joka ei ole reunapenkereiden ympäröimä. Mikäli veden syvyys ylittää noin puolet kevytsorakerroksen paksuudesta, muodostuu riski kevytsoran nousemiselle kellumaan veden pinnalle. Kun vesipinta on kevytsorakerroksessa liian korkealla, rakenne saattaa vaikuttaa kantavalta, vaikka sen kestävyys todellisuudessa olisi hyvin heikko.

Leca-kevytsoran irtotiheys on vain 15-20 % karkean kiviaineksen tiheydestä, joka tarkoittaa kerralla työmaalle toimitettava määrän huomattavaa kasvua karkeaa kiviainekseen verrattuna. Tämä puolestaan helpottaa logistiikkaa, vähentää kuljetuskustannuksia ja siten myös pienentää ympäristön kuormitusta. 

Tiivistettäessä löyhä kevytsorakerros tiivistyy noin 10 %, mikä on otettava huomioon kevytsoran tilausmäärässä ja rakenteen materiaalimenekissä (tiivistyskerroin 1,1). 

Toimitus irtotavarana  

Irtotavarana Leca-sora toimitetaan tavallisesti työmaalle täysmittaisilla ajoneuvoyhdistelmillä tai kuorma-autoilla. Yhteen täysperävaunukuorma-autoon mahtuu Leca-soraa noin 120–150 m³. Kuormat puretaan kippaamalla ja levitetään tela-alustaisella kaivinkoneella tai puskutraktorilla.  

Suurissa kevennyshankkeissa kevytsora kannattaa tuoda useaan eri kohtaan, jotta materiaalin tarpeettomasta liikuttelusta sekä telaketjuajoneuvojen liiallisesta käsittelystä aiheutuvaa materiaalin murskaantumista voidaan välttää. Kevytsoran purkamiselle ja välivarastoinnille soveltuvat alueet suunnitellaan etukäteen.  

Leca-soran kuljetuskaluston liikennöinti työkohteeseen voidaan järjestää perustamalla työmaalle tie asentamalla suodatinkangas ja ohut kantava kerros kiviaineksesta tai betonimurskeesta Leca-kevytsoran päälle. Rakennuskoneiden pääsyn työmaalle voi järjestää myös väliaikaisilla toimenpiteillä esimerkiksi teräslevyjen avulla.

Toimitus puhalluskalustolla 

Puhallustoimituksessa irtonainen kevytsora puretaan ilmavirran avulla puhallusletkua pitkin suoraan asennuskohteeseen. Puhallusletkun avulla kevytsora voidaan asentaa ahtaisiin tai muutoin vaikeasti saavutettaviin kohteisiin ilman välivarastointia ja levityskalustoa. Puhallusletkun enimmäispituus on vakiokalustolla 30 metriä. Erikoiskalustolla on mahdollista puhaltaa kevytsora jopa 150-200 metrin päähän.  

Puhalluskalustolla saavutettava nostokorkeus vakiokalustolla noin viisi metriä ja erikoiskalustolla merkittävästi korkeampi. Kevytsoraa puhallettaessa on otettava huomioon kevytsoran pölyäminen. Puhallustoimituksella voidaan toimittaa seuraavia tuotteita: PUH 4–20 mm, katto 4–20 mm, KAP 4–20 mm sekä Fill. Puhallettaessa Leca-sora myös tiivistyy hieman, mikä vähentää kevytsorakerroksen esitiivistämistä. Katso tarkemmat työohjeet puhallustoimitukseen tästä dokumentista.

Kevytsoran tiivistäminen tehdään suoraan kerroksen pinnalta tai murskekerroksen päältä tela-alustaisella koneella, tärylevyllä tai -jyrällä. Tiivistämistehoon voidaan vaikuttaa yliajokertojen määrällä ja tiivistystavan valinnalla on ratkaiseva merkitys laadukkaan kevytsorarakenteen onnistumiseen.

Tiivistyskalustoksi on suositeltavaa käyttää aina tela-alustaista konetta silloin, kun siihen on mahdollisuus. Tela-alustaisen koneen aiheuttama enimmäispaine tulisi olla korkeintaan 50 kPa. Tiivistettävän alueen ollessa pieni tai tiivistettäessä kevytsorakerrosta esim. olemassa olevien rakenteiden lähellä, suositellaan tiivistämiskalustoksi mahdollisimman suurella pohjalevyllä varustettua tärylevyä.

Tiivistyksessä tulisi käyttää mahdollisimman suurta energiamäärää (tiivistämistehoa), jonka rakeet kestävät rikkoutumatta sekä lisäksi on vältettävä dynaamisen tiivistämisen aiheuttamaa rakeiden murskaantumista. 

Pääsääntöisesti kevytsorakerroksen tiivistäminen tulee tehdä enintään 0,6 m kerroksina, tiivistyskalusto huomioiden. Materiaalin esitiivistys tehdään tela-alustaisella kaivinkoneella yliajamalla suoraan kevytsorakerroksen päältä. Yliajokertoja esitiivistyksessä vähintään 6 kpl/ esitiivistettävä kerros, käytettävän koneen työpainosta riippuen. 

Työn edetessä seurataan tiivistymisastetta ja esitiivistys koneella yliajaen niin kauan, ettei kevytsorakerrokseen jää painumia koneesta. Seuraavat kerrokset esitiivistetään samaan tapaan, maksimissaan 0,6 m kerroksissa.

Mikäli kevennysrakenne tehdään sellaiselle pohjamaalle, mikä saattaa normaalia tiivistystapaa käytettäessä häiriintyä, tehdään tiivistäminen paksumpina 0,6–1,0 m  kerroksina. Näissä tapauksissa suunnittelija antaa yksilöidyt tiivistysohjeet, kohteen vaatimusten mukaan. 

Lopullinen tiivistys tehdään kevytsorakerroksen yläpuolisen, enintään noin 150–300 mm paksun murskekerroksen päältä käyttäen täryjyrää (1- tai 2-valssinen).

Tiivistettäessä löyhä kevytsorakerros tiivistyy noin 10 %, mikä on otettava huomioon kevytsoraa levitettäessä ja materiaalimenekissä. Suunnitelmissa esitetään aina valmiin kevytsorakerroksen paksuus tiivistettynä, mikä huomioidaan levittämällä tiivistämätön kevytsorakerros ylikorkeana.

Työmaalla on tiivistetyn kevytsoran pinnalta tehtävillä tarkistusmittauksilla varmistettava kevytsoran tiivistyminen ja määritettävä ennakkokorotus kohdekohtaisten mittaustulosten perusteella.

• Tilataan kevytsora. Varmistetaan, että toimitus kohteeseen on mahdollista ajoneuvoyhdistelmillä.
• Asennuspaikan ja pohjamaan valmistelu, raivaus sekä talvikaudella lumen ja jään poistaminen.
• Asennetaan kevytsorakerroksen alle suodatinkangas, ellei suunnitelmassa ole muuta esitetty. 
• Varmistetaan ja suunnitellaan mahdollisten geolujitteiden käyttö sekä materiaalitarve. 
• Mitataan asennusalustan taso ja levitetään kevytsora rakennekerrokseksi.  
• Esitiivistetään kevytsora Leca-työohjeen mukaisesti.
• Mitataan esitiivistetyn kerroksen pinnan tasot toteutuneen kevytsorakerroksen paksuuden määrittämiseksi. Rakennussuunnitelmissa esitetyn ja rakenteeseen tiivistetyn kevytsoran määrän tulee vastata toisiaan, tiivistyskerroin 1,1. 
• Asennetaan kevytsorakerroksen päälle suodatinkangas.  
• Rakennetaan ensimmäinen, noin 0,15–0,30 m paksu kantava/jakava kerros kevytsoran päälle, minkä päältä tehdään ensimmäinen lopputiivistys.
• Tiivistetään ensimmäinen yläpuolinen murskekerros ja kevytsorakerros asennusohjeen mukaisesti. Mitataan koko rakenteen kantavuus suunnitelmassa esitetyn mukaisesti.